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Bacterias en la Estación Espacial Internacional

Ningún ambiente está estéril

Te lo cuento en este vídeo de la serie “Los microbios en el museo” #microBIOscope:

La Estación Espacial Internacional (EEI) está a unos 400 km
de distancia de la Tierra y está habitada por el hombre de forma constante
desde el año 2000. Es un ecosistema único y peculiar, con altos niveles de
radiación, baja disponibilidad de nutrientes, temperatura y humedad constantes
(22ºC y 60%) y condiciones de microgravedad. La EEI no es un ambiente estéril y
está poblada también de microbios desde su inicio.

Desde hace ya varios años se viene monitorizando la
presencia de microorganismos en la EEI. Los análisis microbiológicos han demostrado
la presencia de distintos microbios en el aire y en las superficies de la
estación (más de 70 especies distintas), desde hongos como Penicillium y Aspergillus,
hasta bacterias como Bacillus, Staphylococcus, Acinetobacter,
miembros de la familia de las Enterobacteriaceae, Corynebacterium, Propionibacterium
y otras (1). Algunas de estas bacterias son potenciales patógenos oportunistas capaces
de infectar a personas inmunocomprometidas. El origen de estos microorganismos
obviamente es humano, son parte de la microbiota normal que llevan los
astronautas. También puede provenir de alimentos o equipos que se envían desde
la Tierra.

La presencia de estos microorganismos en un ambiente cerrado
como la EEI supone un riesgo. Por una parte, los microorganismo pueden afectar
al biodeterioro de algunos materiales. Pero es que además, son un riesgo para
la salud de la tripulación
, sobre todo si tenemos en cuenta que los viajes
espaciales prolongados suelen debilitar el sistema inmune de los astronautas,
haciéndolos más susceptibles a una posible infección. Además, se ha descrito
que las condiciones de microgravedad puede afectar a la virulencia de algunas
bacterias, haciéndolas más virulentas en unos casos (Salmonella) o incluso menos en otros (Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis). De momento, nunca
se han descrito infecciones series a bordo y nunca se ha tenido que abortar una
misión por esta causa. Solo ha habido algún caso aislado de conjuntivitis o
infecciones dentales.

Recientemente se han analizado la presencia de genes de
resistencia a los antibióticos
en algunas de las bacterias aisladas en la EEI. Para
ello, se han tomado 24 muestras de ocho sitios distintos de la EEI durante un
periodo de un año (2). Las muestras se han cultivado y analizado su DNA por
métodos de secuenciación masiva, y se han caracterizado los genes de
resistencia a los antibióticos (lo que se denomina el resistoma). Los
resultados demostraron la presencia de numerosos genes de resistencia a 28
agentes antimicrobianos diferentes.

De las 105 cepas bacterianas que se aislaron, cinco de ellas
se identificaron como Enterobacter
bugandensis
, y se analizaron en mayor profundidad (3). Estas bacterias se
habían aislado del inodoro y de la plataforma de ejercicio de la estación
espacial. Se comprobó que estos cinco aislamientos de la EEI eran fenotípica y
genotípicamente idénticas a tres cepas clínicas aisladas en entornos
hospitalarios en la Tierra
: la cepa EB-247, aislada de la sangre de un recién
nacido en Tanzania; 153_ECLO, aislada de una muestra de orina de un recién
nacido de Washington; y MBRL 1077, aislada de una herida de una mujer de 72
años de edad. La comparación de los genomas de estas ocho cepas, reveló que
todas contenían hasta 112 genes relacionados con la virulencia y enfermedad,
algunos de ellos responsables de la resistencia a los antibióticos.

Todo esto demuestra que, como era de esperar, los
aislamientos de la estación espacial son de origen humano y comparten un patrón
de resistencia a los antibióticos similar a las cepas terrícolas
. No se trata,
como se ha interpretado erróneamente en algunos medios, de que las bacterias en
el espacio estaban evolucionando rápidamente hacia superbacterias resistentes a
los antibióticos. Simplemente son similares a sus congéneres terrícolas.

Un resultado similar ya se obtuvo cuando se compararon los
genomas de 189 bacterias de los géneros Bacillus cereus y Staphylococcus
aureus
aisladas de distintos
ambientes
: desde la EEI,
ambientes terrícolas, el suelo y de muestras de origen humano (4).
Aunque
se comprobaron diferencias genéticas relacionados con el distinto origen de las
cepas (las aisladas en la estación espacial, por ejemplo, presentaban mayores
funciones relacionadas con la biosíntesis, el metabolismo y la respuesta al
estrés), esas diferencias no estaban asociadas con un potencial impacto en la
salud humana.

Todos estos resultados lo que sí sugieren es que es necesario
desarrollar procedimientos específicos de limpieza para erradicar esos
microorganismos, monitorizar su presencia, y evaluar el tipo de tratamiento
antibiótico que debería darse en el espacio. No sabemos por ejemplo, si, como
ocurre en la Tierra, la resistencia a los antibióticos se puede transmitir y
extender con facilidad entras las bacterias de la estación espacial a través de
plásmidos. Conocer estos datos es importante para mantener la salud de la
tripulación, sobre todo en los misiones de larga duración, cuando la vuelta a
la Tierra para un tratamiento con antibióticos no es una opción posible.

Para saber más:

(1) Microorganisms in Confined Habitats: MicrobialMonitoring and Control of Intensive Care Units, Operating Rooms, Cleanrooms and the International Space Station. Mora, M., y col. Front Microbiol. 2016;7:1573.

(2) Detection of antimicrobial resistance genes associated with the International Space Station environmental surfaces. Urbaniak, C., y
col. Sci Rep. 2018; 8: 814.

(3) Multi-drug resistant Enterobacter bugandensis species isolated from the International Space Station and comparative genomic analyses with human pathogenic strains. Singh, N.K., y col. BMC Microbiol. 2018;
18(1):175.

(4) Pangenomic Approach To Understanding MicrobialAdaptations within a Model Built Environment, the International Space Station,Relative to Human Hosts and Soil. Blaustein, R.A., y col. mSystems. 2019;4(1).
pii: e00281-18.

Con la colaboración de:

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (antes Ministerio de Economía, Industria y Competitividad)

y la colaboración “espacial” del Planetario de Pamplona

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